OPC技術在工業控制系統中的應用探討

張海生,王恒宇（山東濟南濟鋼國際工程技術有限公司,濟南 250101）

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OPC技術在工業控制系統中的應用探討

張海生,王恒宇
（山東濟南濟鋼國際工程技術有限公司,濟南 250101）

摘 要：隨著各類科學技術及設備在工業中應用，工業控制系統中，數據交換和共享日益重要，同時也是長期以來困擾其發展的因素之一。OPC技術可以提供統一的數據接口標準，在工業控制系統中極具應用價值。本文闡述了OPC技術的概念及其功能，探討其在工業控制系統中的應用。

關鍵詞：工業控制系統；數據；OPC技術；應用

1 OPC技術的概念

OPC技術是由微軟公司開發，它是工業過程控制的統一標準，包含過程控制的系統性接口、屬性以及方法，其基本原理通過對嵌入及對象鏈接技術的運用，進行過程控制，建立的基礎是OLE/COM/ DCOM技術。［1］作為面對操作對象的統一性工業控制標準，它提出了在各相關客戶機之間應用Microsoft操作系統實現實時數據的自動化交換的方法。

2 OPC技術的功能概述

OPC服務器的主要功能是通過設備接口對應用設備的相關信息進行收集，完成后將其有標準接口傳遞至相應客戶端服務器，由于服務器通道齊全，用戶可以按照自身需求的不同選取適合規范。其功能表現在以下幾個方面：（1）該技術采用Windows標準接口體系，因此設備硬件接口程序只需一個，同時用戶只需配套相應軟件通訊接口程序，在硬件及軟件開發上都有極大便利。（2）基于OLE/DCOM技術對于網絡協議的支持功能，將各子系統設置于不同的網絡節點，從而將其在物理上分開，實現其遠程調用功能，應用程序不會受到系統硬件分布限制，拓展其應用范圍。（3）通過對象鏈接技術，將對象封存而保留接口方法，由接口限定下的統一方法進行調用，通過對接口函數的規范，保障不同形態的設備都可以以統一方式調用，系統的開放性得到極大的提升，不同系統之間的交互連接更易實現，使用戶的使用更加方便。

3 OPC技術在工業控制系統中的應用

工業生產中，往往會在極短的時間長度內，產生大量過程數據，這對其控制系統提出很高要求，運行穩定可靠，更新維護方便快捷是其重要特征。OPC技術在工業控制系統中應用，其具備諸多優勢，如系統結構簡單、成本低、信息交換能力強，并且由于其升級維護便捷，系統使用壽命可以得到較好的保障，同時，其良好的開放性和兼容性使得各類工業自動化設備的連接更為靈活、快捷。OPC技術用作工業控制系統的核心技術，其在數據交換中的強大功能，使之在工業控制眾多領域都發揮著重要作用。（如圖1）

圖1 基于OPC的集成工業控制系統

3.1 應用OPC技術，構建工業控制系統統一設備控制平臺

計算機技術在工業控制系統中得以廣泛的應用，推動了工業進程的發展，同時也對系統提出了更高的要求。DCS工業控制系統的各項功能都已逐步得到完善，但是其規模也隨之日益龐大，結構也越來越復雜，系統組成中不僅有各類不同的程序，還會有不同生產商提供的不同設備。軟件和硬件上都難以配套，這會使得每種設備都需要不同的驅動程序，這些控制軟件的升級、維修、兼容性問題都會給工業控制系統的安全穩定運行帶來風險。應用OPC技術，在其統一的接口標準基礎上，各方開發者都只需要開發支持OPC接口標準的程序，就可以通過通用接口完成數據交換，使各類設備間的控制平臺統一起來。

3.2 應用OPC技術，實現工業控制系統現場異構網段數據的有效交換

工業生產現場目前仍舊處于總線標準未統一的狀況，系統集成存在數據兼容問題，同時異構網段數據交換不暢通，其主要原因在于缺乏統一標準的數據接口。應用OPC技術，就可以將其作為異構網段的轉換體，完成集成控制系統的數據交換。其具體操作為，為不同種類總線配置相應OPC服務器，在這個統一的接口標準下，不同程序軟件都可以對該OPC服務器進行訪問，從而實現不同總線間的數據交換。并且，即使某個總線網絡協議升級，也可以通過對相關總線及應用程序進行相應修改即可保持數據的有效流通。

3.3 應用OPC技術，可以為工業控制系統升級奠定基礎條件

當前控制系統的發展方向是網絡化，不僅其內部各程序之間使用網絡技術，而且不同控制系統之間也通過網絡技術連接，集成為功能更為強大的綜合控制體系。與此同時，作為企業網絡的組成部分，工業控制系統與企業其它功能系統也會通過網絡連接，其作為企業網絡的一個子網絡存在。［2］由于工業控制系統的數據對企業其他功能系統的作用發揮可以起到有效支撐及補充作用，以其作為中心可以構建功能更為完善的企業網絡，實現信息集成。例如設備監控系統、企業管理系統等都可以應用OPC技術進行信息集成。將OPC作為企業網絡數據統一接口規范，可以與其它功能系統結合，提升工業控制系統及整個企業管理控制水準。

4 結束語

工業控制系統是工業生產企業網絡的重要組成部分，其良好的運作對提高企業經營管理水平有著極其重要的作用。應用OPC技術，可以為工業控制系統內部數據交換和流通提供統一標準，保障其信息渠道的通暢。同時，在其可以有效實現數據集成的基礎上，可以很大程度上提升工業控制系統的能力及實現企業管理控制整體網絡的構建。

參考文獻：

［1］袁蔭.工業控制網絡OPC技術和異構系統集成的研究［D］.安徽工程大學,2012.

［2］郭志剛,王文浩.OPC技術及其在工業控制系統中的應用［J］.機械工程與自動化,2012（01）：192-194+196.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.051